KR20140124951A - Gas fuel pressure control method for dual fuel engine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이중연료엔진의 가스연료 운전 모드에서 가스공급 라인의 가스연료 압력 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이중연료엔진의 가스연료 압력 제어 방법은, 흡기압력센서로부터 검출된 흡기압력(P_air)을 입력받는 과정(단계 S501); 해당 흡기압력(P_air)에 대응하는 가스연료 조정 표준값으로부터 목표 가스압력(P_tg)을 산출하는 과정(단계 S502); 가스연료 압력 센서로부터 가스연료 공급라인의 실제 검출된 가스연료의 압력(P_gas)을 입력받는 과정(단계 S503); 목표 가스압력(P_tg)과 실제 검출된 가스연료의 압력(P_gas)의 차압(P_tg - P_gas)을 산출하는 과정(단계 S504); 차압(P_tg - P_gas)이 사전에 설정된 허용 오차 범위인 기준값을 벗어나는지를 확인하는 과정(단계 S505); 차압(P_tg - P_gas)이 기준값을 벗어나면, 그 벗어난 압력만큼 가스연료 압력조정밸브에 조정신호를 전송하는 과정(단계 S506)을, 목표 가스압력(P_tg)과 실제 검출되는 가스연료의 압력(P_gas)의 차압(P_tg - P_gas)이 사전에 설정된 허용 오차 범위인 기준값 이내에 들어올 때까지 계속하여 피드백 제어하는 것이다.The present invention relates to a method for controlling the gas fuel pressure of a gas supply line in a gas fuel operating mode of a dual fuel engine. The method for controlling the gas fuel pressure of the dual fuel engine according to the present invention includes the steps of: receiving an intake pressure P_air detected from an intake pressure sensor (step S501); (Step S502) of calculating the target gas pressure P_tg from the gas fuel adjustment standard value corresponding to the intake air pressure P_air; A step (S503) of receiving the actually detected gas fuel pressure (P_gas) of the gas fuel supply line from the gas fuel pressure sensor; A step (S504) of calculating a pressure difference (P_tg - P_gas) between the target gas pressure (P_tg) and the actually detected gas fuel pressure (P_gas); (Step S505) of checking whether the differential pressure (P_tg - P_gas) deviates from a reference value which is a preset tolerance error range; When the differential pressure P_tg-P_gas deviates from the reference value, the process of transmitting an adjustment signal to the gaseous fuel pressure regulating valve by the deviation of the differential pressure P_tg-P_gas (step S506) is performed by comparing the target gas pressure P_tg with the actually detected gas fuel pressure P_gas ) Until the differential pressure (P_tg - P_gas) of the differential pressure (P_tg - P_gas) falls within a reference value which is a preset tolerance error range.
Description
본 발명은 오일연료와 가스연료를 사용하는 이중연료 대형 엔진의 가스연료 압력 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가스연료 운전 모드에서 가스공급 라인의 실제 가스연료 압력을 요구 압력으로 정확하게 조절함으로써 엔진 효율을 향상시키는 이중연료엔진의 가스연료 압력 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling a gas fuel pressure of a dual fuel large engine using an oil fuel and a gaseous fuel, and more particularly, To a gas fuel pressure control method for a dual fuel engine that improves efficiency.
액화천연가스(LNG) 등의 가스 운반선에서는, 저장 탱크 내에 저장되어 있는 가스연료를 쉽게 연료로 사용하는 한편 탱크 내에서 기화되는 가스를 재 액화시키지 않고 선박 추진용 엔진의 연료로 활용하기 위해 오일연료와 가스연료를 선택적으로 또는 동시에 사용하는 이중 연료 엔진을 탑재하는 경우가 있다. 또한, LNG나 LPG와 같은 가스를 사용하는 해상 부유물, 해상 구조물, 또는 플랜트의 발전설비에서 사용하는 대형 디젤 엔진의 경우에도 가스연료를 함께 쓸 수 있는 이중 연료 엔진을 도입하고 있다.In a gas carrier such as liquefied natural gas (LNG), gas fuel stored in a storage tank is easily used as fuel, and gas used in the tank is not re-liquefied. And a dual fuel engine that selectively or simultaneously uses gaseous fuel. In the case of large-scale diesel engines used in power generation facilities of offshore structures, marine structures, or plants using gas such as LNG or LPG, dual fuel engines are also introduced that can use gaseous fuels together.
이중 연료를 사용하는 대형 엔진(디젤 엔진)은, 가스연료를 사용하는 가스연료 운전 모드와 오일연료(예; Marine Diesel Oil, Heavy Fuel Oil 등)를 사용하는 오일연료 운전 모드, 그리고 가스연료와 오일연료를 동시에 사용하는 혼합 운전 모드를 가진다.Large diesel engines using dual fuel (diesel engines) are used in a gas fuel operating mode using gaseous fuels, an oil fuel operating mode using oil fuels (eg, Marine Diesel Oil, Heavy Fuel Oil, etc.) And a mixed operation mode in which fuel is simultaneously used.
오일연료는 각각의 실린더 헤드에 구비된 오일연료 인젝터에 의해 연소실로 분사되고, 가스연료는 메인 피드 파이프로부터 각 실린더별 분배 파이프로 분배된 다음 가스 유입 밸브(GAV; Gas Admission Valve) 조립체에서 가스량이 조절되어 가스 인젝터를 통해 실린더 헤드의 흡기 포트에 분사된다.The oil fuel is injected into the combustion chamber by an oil fuel injector provided in each cylinder head, the gaseous fuel is distributed from the main feed pipe to each cylinder-specific distribution pipe, and the gas amount in the gas admission valve (GAV) assembly Is regulated and injected into the intake port of the cylinder head through the gas injector.
이중연료 엔진은, 점화플러그에 의해 연료를 불꽃 점화하는 가솔린 엔진과는 달리 흡기를 고온고압으로 압축하여 자발화(self ignition, 자기착화) 시키는 디젤 엔진을 기반으로 하기 때문에, 가스연료의 착화를 유도하는 소형 오일연료 분사기로서 파일럿 인젝터(Micro Pilot Injector)를 더 구비한다.Since the dual fuel engine is based on a diesel engine that self-ignites by compressing the intake air to high temperature and high pressure unlike a gasoline engine that ignites the fuel by spark plug, it induces ignition of the gas fuel And a pilot injector (Micro Pilot Injector) as a small-sized oil fuel injector.
천연가스와 같은 가스연료는 인화점은 낮지만 자발화(self ignition, 자기착화) 온도가 550℃ 부근으로 높기 때문에, 가스연료 운전 모드에서 주연료인 가스연료를 분사(main injection 과정)하기 직전에 파일럿 인젝터를 통해 파일럿 오일(예; Marine Diesel Oil, Marine Gas Oil 등)을 미량 분사하여 점화를 유도하여(pilot injection 과정), 가스연료의 안정적인 점화를 도모할 수 있다.Since gas fuels such as natural gas have a low self-ignition temperature and a high self-ignition temperature of around 550 ° C, just before injecting the main fuel, gaseous fuel in the gas fuel operating mode, A pilot injection process (pilot injection process) by injecting pilot oil (eg, Marine Diesel Oil, Marine Gas Oil, etc.) by injecting a small amount of fuel through the injector can stably ignite the gaseous fuel.
또한, 오일연료 운전 모드에서도, 주연료인 디젤연료를 분사하기 직전에 파일럿 인젝터를 통해 파일럿 오일을 미량 분사하여 연소실의 연소환경을 개선함으로써 NOx 개선 및 연소 성능을 향상시킬 수 있다.Further, even in the oil fuel operation mode, it is possible to improve the NOx improvement and the combustion performance by improving the combustion environment of the combustion chamber by injecting a small amount of pilot oil through the pilot injector immediately before injecting the diesel fuel as the main fuel.
위와 같이 이중연료 엔진에 있어서, 두 가지의 주연료와 파일럿 오일의 공급을 위해 각각 별도의 공급 계통을 설비하여야 하는 한편, 두 가지 운전 모드 이상으로 운전하여야 하기 때문에 장치가 복잡할 뿐만 아니라 이를 제어하기 위한 제어 시스템도 매우 복잡하다.In the dual fuel engine as described above, a separate supply system must be provided for supplying the two main fuel and pilot oil, and the apparatus must be operated in two operation modes or more, The control system is also very complicated.
특히, 이중연료엔진은 디젤엔진을 기반으로 하여 가스연료를 추가로 사용할 수 있도록 한 것이기 때문에, 가스연료 모드에서의 정밀한 운전 제어는 가스연료 모드로 운전할 수 있는지의 여부를 결정하는 매우 중요한 요소이다.In particular, precise operating control in the gas fuel mode is a very important factor in determining whether or not the dual fuel engine can operate in the gas fuel mode, since the dual fuel engine is based on a diesel engine and allows further use of the gaseous fuel.
예를 들어, 가스연료 운전모드에서 흡기포트에 분사되는 가스연료는, 가스연료 공급라인의 가스압력과 가스유입밸브(GAV)의 개방시간에 의해 분사량이 결정되는데, 가스연료 공급라인의 실제 가스압력이 제어 값에 비해 오차가 발생하는 경우 가스유입밸브로부터 분사되는 실제 가스연료량에 오차가 발생하여 엔진의 연소 특성의 제어를 어렵게 만들어 엔진효율이나 성능이 떨어지는 것을 막기 어렵다.For example, the gaseous fuel injected into the intake port in the gaseous fuel operation mode is determined by the gas pressure of the gas fuel supply line and the opening time of the gas inlet valve (GAV), and the actual gas pressure If an error occurs relative to the control value, an error occurs in the actual gas fuel amount injected from the gas inlet valve, making it difficult to control the combustion characteristics of the engine, and it is difficult to prevent the engine efficiency or performance from deteriorating.
가스유입밸브(GAV)에 연결되는 가스연료 공급라인에는 가스밸브유닛(GVU, Gas Valve Unit)이 구비되고, 가스밸브유닛(GVU)에는 가스연료의 압력을 조정하는 가스연료 압력조정밸브가 구비된다.The gas fuel supply line connected to the gas inlet valve GAV is provided with a gas valve unit (GVU), and the gas valve unit (GVU) is provided with a gas fuel pressure regulating valve for regulating the pressure of the gaseous fuel .
상기 가스연료 압력조정밸브의 압력은 흡기압력(Charged Air Pressure)에 대응하여 엔진 컨트롤 시스템(ECS)에 의해 제어된다.The pressure of the gas fuel pressure regulating valve is controlled by the engine control system (ECS) in response to the intake air pressure (Charged Air Pressure).
상기 가스연료 압력조정밸브는, 엔진 컨트롤 시스템에서 전송되는 전기 신호를 압력으로 변환하는 I/P 컨버터와, 상기 I/P 컨버터의 압력 신호 값에 따라 압력을 조정하는 압력 레귤레이터가 구비된다. 상기 압력 레귤레이터에는 소정의 기계적인 압력으로 사전에 설정된 사전 설정 값이 존재한다.The gas fuel pressure regulating valve includes an I / P converter for converting an electric signal transmitted from the engine control system into pressure, and a pressure regulator for regulating pressure according to a pressure signal value of the I / P converter. The pressure regulator has a predetermined preset value at a predetermined mechanical pressure.
그런데, 상기 압력 레귤레이터의 사전 설정 값은 시간이 지남에 따라 스프링의 탄성계수가 변화하게 되고, 또한 I/P 컨버터에서는 전기신호를 압력 값으로 변환하는 과정에서 피치못할 오차가 발생하게 된다.However, the preset value of the pressure regulator changes the elastic modulus of the spring over time, and in the I / P converter, a pitch error is generated in converting the electric signal to the pressure value.
따라서, 엔진 컨트롤 시스템에서 흡기압력에 따라 압력조정밸브에 조절 제어신호를 전송하는 경우, 압력조정밸브에 의해 실제 가스연료에 반영되는 압력에 오차가 발생하게 된다. 이 경우 가스유입밸브의 개방시간에 대한 제어 값에 배해 실제 가스유입밸브를 통해 흡기포트로 공급되는 가스연료의 양에 차이가 발생하게 되어, 엔진의 연소특성을 제어하기 어렵고 그에 따라 엔진 효율이 낮아지는 폐단이 발생하게 된다.Therefore, when the engine control system transmits an adjustment control signal to the pressure adjusting valve in accordance with the intake air pressure, an error occurs in the pressure reflected on the actual gas fuel by the pressure adjusting valve. In this case, the amount of the gaseous fuel supplied to the intake port through the actual gas inlet valve differs from the control value for the opening time of the gas inlet valve, so that it is difficult to control the combustion characteristics of the engine, It is possible to generate a closed loop.
본 발명은 위와 같은 점을 개선하기 위 개발한 것으로서, 이중연료 엔진을 가스연료 모드로 운전할 때 가스공급 라인의 실제 가스연료 압력을 요구 압력으로 정확하게 조절함으로써 엔진 효율을 향상시키는 이중연료엔진의 가스연료 압력 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been developed in order to overcome the above problems, and it is an object of the present invention to provide a dual fuel engine that improves the engine efficiency by accurately adjusting the actual gas fuel pressure of the gas supply line to the required pressure when operating the dual fuel engine in the gas fuel mode. And to provide a pressure control method.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이중연료엔진의 가스연료 압력 제어 방법은, 흡기압력센서로부터 검출된 흡기압력(P_air)을 입력받는 과정(단계 S501); 해당 흡기압력(P_air)에 대응하는 가스연료 조정 표준값으로부터 목표 가스압력(P_tg)을 산출하는 과정(단계 S502); 가스연료 압력 센서로부터 가스연료 공급라인의 실제 검출된 가스연료의 압력(P_gas)을 입력받는 과정(단계 S503); 목표 가스압력(P_tg)과 실제 검출된 가스연료의 압력(P_gas)의 차압(P_tg - P_gas)을 산출하는 과정(단계 S504); 차압(P_tg - P_gas)이 사전에 설정된 허용 오차 범위인 기준값을 벗어나는지를 확인하는 과정(단계 S505); 및 차압(P_tg - P_gas)이 기준값을 벗어나면, 그 벗어난 압력만큼 가스연료 압력조정밸브에 조정신호를 전송하는 과정(단계 S506)을, 목표 가스압력(P_tg)과 실제 검출되는 가스연료의 압력(P_gas)의 차압(P_tg - P_gas)이 사전에 설정된 허용 오차 범위인 기준값 이내에 들어올 때까지 계속하여 피드백 제어하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a method for controlling a gas fuel pressure of a dual fuel engine according to the present invention includes the steps of: receiving an intake air pressure P_air detected from an intake air pressure sensor (step S501); (Step S502) of calculating the target gas pressure P_tg from the gas fuel adjustment standard value corresponding to the intake air pressure P_air; A step (S503) of receiving the actually detected gas fuel pressure (P_gas) of the gas fuel supply line from the gas fuel pressure sensor; A step (S504) of calculating a pressure difference (P_tg - P_gas) between the target gas pressure (P_tg) and the actually detected gas fuel pressure (P_gas); (Step S505) of checking whether the differential pressure (P_tg - P_gas) deviates from a reference value which is a preset tolerance error range; (Step S506) of transmitting the adjustment signal to the gas fuel pressure regulating valve by the pressure that is out of the predetermined range when the differential pressure P_tg-P_gas is out of the reference value, (P_gg - P_gas) is within a reference value which is a predetermined tolerance range.
일 실시예에 있어서, 상기 목표 가스압력(P_tg)은, 흡기압력에 대응하여 사전에 설정된 가스연료 조정 표준값에 의해 산출되고; 상기 가스연료 조정 표준값은, 가스연료 압력조정밸브의 사전 설정 압력과 엔진 컨트롤 시스템으로부터 받은 신호에 의해 조정되는 I/P 컨버터의 출력 압력을 합한 값으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the target gas pressure P_tg is calculated by a predetermined gas fuel adjustment standard value corresponding to the intake pressure; The gas fuel adjustment standard value is characterized by being a sum of a preset pressure of the gas fuel pressure adjusting valve and an output pressure of the I / P converter adjusted by a signal received from the engine control system.
본 발명에 따른 이중연료엔진의 가스연료 압력 제어 방법에 의하면, 가스유입밸브에 의해 분사되는 가스연료의 실제 압력을 측정하여 목표압력과 동일해지도록 PID 컨트롤러에 의해 계속하여 피드백 제어함으로써 각종의 오차에 의한 영향을 최소화할 수 있고, 그에따라 엔진 효율을 향상시킬 수 있다.According to the method for controlling the gas fuel pressure of the dual fuel engine according to the present invention, the actual pressure of the gaseous fuel injected by the gas inlet valve is measured and is continuously feedback-controlled by the PID controller so as to become equal to the target pressure, And the engine efficiency can be improved accordingly.
도 1은 본 발명에 따른 이중연료엔진의 전체 구성을 개략적으로 나타내는 계통도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가스연료 압력 제어 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가스연료 압력 제어 과정을 나타내는 순서도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing an overall configuration of a dual fuel engine according to the present invention. Fig.
2 is a block diagram for explaining a method of controlling the gas fuel pressure according to the present invention.
3 is a flowchart showing a process of controlling the gas fuel pressure according to the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하면서 본 발명에 따른 이중연료엔진의 가스연료 압력 제어 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of controlling the gas fuel pressure of the dual fuel engine according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 이중연료엔진의 전체 구성을 나타내는 계통도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a dual fuel engine according to the present invention; FIG.
도 1은 선박용 또는 플랜트용의 대형 이중연료 엔진 및 그것의 제어 계통을 보여주는 것으로서, 이중연료엔진(10)은 오일연료를 사용하는 오일연료 운전 모드와 가스연료를 사용하는 가스연료 운전 모드로 운전된다.1 shows a large dual fuel engine for a marine or a plant and its control system in which the
이중연료엔진(10)의 각각의 실린더(즉, 연소실)에는 연소압력을 감지하는 연소압력센서(12)가 설치된다. 더 나아가서 노크 제어를 위한 노크 센서(14)가 설치된다.In each cylinder (i.e., combustion chamber) of the
두 가지의 연료를 제공하기 위해, 이중연료엔진(10)의 실린더 헤드(20)에는 연소실에 오일연료를 분사하기 위한 오일연료 인젝터(22)와 파일럿 연료를 분사하기 위한 파일럿 인젝터(Pilot Injector)(24)가 구비되고, 흡기 포트에 가스연료를 분사하기 위한 가스 유입 밸브(GAV; Gas Admission Valve)(26)가 구비된다.In order to provide two kinds of fuel, the
또한, 가스 유입 밸브(26)에 연결된 가스연료 공급 라인(30)에는 가스연료의 압력을 조정하는 가스연료 압력조정밸브를 가지는 가스밸브유닛(32)이 구비되고, 가스연료 공급 라인(30)의 가스압력을 검출하는 가스연료 압력센서(34)가 구비된다.The gas
또한, 흡기계통에는 흡기압력을 검출하는 흡기압력센서(40)와, 흡기온도를 검출하는 흡기온도센서(50)가 구비된다.The intake system is provided with an intake
이러한 이중연료엔진(10)의 전체적인 제어는 엔진 컨트롤 시스템(ECS)의 중앙 제어 유닛을 갖추고 있는 메인 컨트롤 패널(100)에서 수행하며, 메인 컨트롤 패널(100)의 통제하에 로컬 오퍼레이팅 패널(LOP, Local Operating Panel)(110) 및 인젝션 컨트롤 패널(ICP, Injection Control Panel)(120)로부터 엔진의 모든 데이터를 받아 엔진 기동 및 정지, 속도 및 출력, 공연비, 메인 연료 공급 차단, 파일럿 연료 공급 차단, 연료 모드 전환, 연료 분배, 냉각 매체 온도, 엔진 운전 상태 산출, 엔진 안전을 위한 제어 등, 전반적인 제어 동작을 수행하며, 그리고 본 발명에 따른 실린더 밸런싱 제어 동작을 수행한다.The overall control of the
또한, 메인 컨트롤 패널(100)은, 흡기압력센서(40)와 흡기온도센서(50)로부터 흡기 압력 시그널을 입력받고, 가스연료 압력센서(34)로부터 가스연료 공급 라인(30)의 가스연료 압력 시그널을 입력받아, 실제 가스연료 공급 라인(30)의 가스압력에 목표압력이 되도록 가스밸브유닛(32)의 가스연료 압력조정밸브를 제어하게 된다.The
로컬 오퍼레이팅 패널(110)은, 개별 엔진마다 설치되어 각각의 엔진의 모든 상태 값들이 디스플레이되고 모니터링 되는 한편, 메인 컨트롤 패널(100)과 각각의 엔진 상태 정보와 명령들을 통신한다. 또한, 로컬 오퍼레이팅 패널(110)은, 관리자가 개별 엔진을 작동하는 한편 모니터링을 수행할 수 있도록 하기 위해, 개별 엔진의 측정값들을 디스플레이하고 입력 또는 동작 메뉴 버튼을 디스플레이하기 위한 터치 스크린을 구비할 수 있다.The
인젝션 컨트롤 패널(120)은 파일럿 인젝터(24) 및 파일럿 인젝션용 고압펌프와 연결됨과 함께 가스 유입 밸브(26)와 연결되며, 이것들을 메인 컨트롤 패널(100)의 통제하에 제어한다.The
실린더 모니터링 패널(130)은 상기의 연소압력센서(12) 및 노크 센서(14)와 연결되어, 연소압력센서(12)로부터 실린더 연소압력정보와 노크 정보를 실시간으로 입력받아 모니터링 하고, 연소에 관련된 각종의 인자들을 산출하며, 그 정보를 메인 컨트롤 패널(100)에 전송한다.
The
<이중연료엔진의 가스연료 압력 제어 방법><Method of controlling gas fuel pressure of dual fuel engine>
도 2에는 본 발명에 따른 가스연료 압력 제어 방법을 설명하기 위한 블록도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 따른 가스연료 압력 제어 과정을 나타내는 순서도가 도시되어 있다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a method for controlling a gas fuel pressure according to the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a process for controlling a gas fuel pressure according to the present invention.
도 2를 참조하면, 가스연료 분사 압력, 즉 가스연료 공급 라인의 요구 압력은, 부하에 따른 흡기 압력에 의해 결정되며, 가스연료의 압력의 오프셋의 결정은 가스유입밸브의 분사 지속시간에 영향을 준다. 가스연료 압력이 상승하면 가스유입밸브의 분사지속시간을 줄여야 한다.2, the gas fuel injection pressure, i.e., the required pressure of the gas fuel supply line, is determined by the intake pressure according to the load, and the determination of the offset of the pressure of the gaseous fuel affects the injection duration of the gas inlet valve give. If the gas fuel pressure rises, the injection duration of the gas inlet valve should be reduced.
가스밸브유닛에 구비되는 가스연료 압력조정밸브는, 사전에 설정된 사전 설정 압력(Mechanical Presetting Pressure) 및 I/P 컨버터로 이루어지며, 그것의 압력 레귤레이터(Pressure regulating valve)는 상기의 사전 설정 압력의 기계적인 조정 값과 엔진 컨트롤 시스템으로부터 받은 신호에 의해 조정되는 I/P 컨버터의 출력 값을 합한 값으로 압력조정된다.The gas fuel pressure regulating valve provided in the gas valve unit is composed of a predetermined preset pressure and an I / P converter. A pressure regulating valve of the gas pressure regulating valve is connected to the above- And the output value of the I / P converter adjusted by the signal received from the engine control system.
목표 가스압력은, 흡기압력의 변화, 그리고 흡기압력에 대응하여 사전에 설정된 가스연료 조정 표준값에 의해 산출된다. 가스연료 조정 표준값은, 가스연료 압력조정밸브의 사전 설정 압력과 엔진 컨트롤 시스템으로부터 받은 신호에 의해 조정되는 I/P 컨버터의 출력 압력을 합한 값이다.The target gas pressure is calculated by a preset gas fuel adjustment standard value corresponding to the change of the intake air pressure and the intake air pressure. The standard value of the gaseous fuel adjustment is the sum of the preset pressure of the gaseous fuel pressure regulating valve and the output pressure of the I / P converter adjusted by the signal received from the engine control system.
엔진 컨트롤 시스템은, I/P 컨버터와 가스 밸브 유닛에 대한 다양하게 공급되는 가스연료의 오차에 의한 영향을 줄이기 위해 PID 컨트롤러에 의해 피드백 제어된다.The engine control system is feedback controlled by the PID controller to reduce the effects of various supplied gaseous fuel errors on the I / P converter and gas valve unit.
도 3을 병행 참조하면, 더 구체적으로는 흡기압력센서로부터 검출된 흡기압력(P_air)이 엔진 컨트롤 시스템, 즉, 메인 컨트롤 패널로 입력받아(단계 S501), 해당 흡기압력(P_air)에 대응하는 가스연료 조정 표준값으로부터 목표 가스압력(P_tg)을 산출한다(단계 S502).3, the intake pressure P_air detected by the intake pressure sensor is input to the engine control system, that is, the main control panel (step S501), and the gas corresponding to the intake pressure P_air The target gas pressure P_tg is calculated from the fuel adjustment standard value (step S502).
이어서, 가스연료 압력 센서로부터 가스연료 공급라인의 실제 검출된 가스연료의 압력(P_gas)을 입력받아(단계 S503), 목표 가스압력(P_tg)과 실제 검출된 가스연료의 압력(P_gas)의 차압(P_tg - P_gas)을 산출한다(단계 S504).Next, the actual detected gas fuel pressure P_gas of the gaseous fuel supply line from the gaseous fuel pressure sensor is input (step S503), and the differential pressure (P_gas) between the target gas pressure P_tg and the actually detected gas fuel pressure P_gas P_tg - P_gas) (step S504).
만일, 차압(P_tg - P_gas)이 사전에 설정된 허용 오차 범위인 기준값을 벗어나는지를 확인하고(단계 S505), 차압(P_tg - P_gas)이 기준값을 벗어나면 해당 벗어난 압력만큼 가스연료 압력조정밸브에 조정신호를 전송하여 가스연료 압력조정밸브의 출력 압력이 목표압력과 동일해 지도록 하는 제어를 수행한다(단계 S506).If the differential pressure P_tg-P_gas deviates from the reference value, which is a predetermined tolerance range (step S505), and the differential pressure P_tg-P_gas deviates from the reference value, an adjustment signal So that the output pressure of the gas fuel pressure regulating valve becomes equal to the target pressure (step S506).
만일, 엔진 컨트롤 시스템의 필요에 의해 제어 종료 신호가 입력되면, 제어를 종료한다(단계 S507).If the control end signal is input according to the necessity of the engine control system, the control is terminated (step S507).
이와 같이 본 발명의 이중연료엔진의 가스연료 압력 제어 방법에 의하면, 가스유입밸브에 의해 분사되는 가스연료의 실제 압력을 측정하여 목표압력과 동일해지도록 계속하여 피드백 제어함으로써 각종의 오차에 의한 영향을 최소화할 수 있고, 그에따라 엔진 효율을 향상시킬 수 있게된다.As described above, according to the gas fuel pressure control method of the dual fuel engine of the present invention, the actual pressure of the gaseous fuel injected by the gas inlet valve is measured, and the feedback control is continuously performed so as to become equal to the target pressure. So that the engine efficiency can be improved.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.The foregoing is a description of certain preferred embodiments of the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein, but may be modified and altered without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims.
10 : 엔진
12 : 연소압력센서
14 : 노크 센서
20 : 실린더 헤드
22 : 오일연료 인젝터
24 : 파일럿 인젝터
26 : 가스 유입 밸브(GAV)
30 : 가스연료 공급 라인
32 : 가스밸브유닛(32)
34 : 가스연료 압력센서(34)
40 : 흡기압력 센서
50 : 흡기온도 센서
100 : 메인 컨트롤 패널
110 : 로컬 오퍼레이팅 패널
120 : 인젝션 컨트롤 패널
130 : 실린더 모니터링 패널
132 : 연소 모니터링 유닛
134 : 노크 감시 유닛10: Engine
12: Combustion pressure sensor
14: Knock sensor
20: Cylinder head
22: Oil fuel injector
24: Pilot injector
26: Gas inlet valve (GAV)
30: Gas fuel supply line
32:
34: Gas Fuel Pressure Sensor (34)
40: Intake pressure sensor
50: Intake temperature sensor
100: Main control panel
110: Local operating panel
120: Injection control panel
130: Cylinder monitoring panel
132: Combustion monitoring unit
134: Knock monitoring unit
Claims (2)
흡기압력센서로부터 검출된 흡기압력(P_air)을 입력받는 과정(단계 S501);
해당 흡기압력(P_air)에 대응하는 가스연료 조정 표준값으로부터 목표 가스압력(P_tg)을 산출하는 과정(단계 S502);
가스연료 압력 센서로부터 가스연료 공급라인의 실제 검출된 가스연료의 압력(P_gas)을 입력받는 과정(단계 S503);
목표 가스압력(P_tg)과 실제 검출된 가스연료의 압력(P_gas)의 차압(P_tg - P_gas)을 산출하는 과정(단계 S504);
차압(P_tg - P_gas)이 사전에 설정된 허용 오차 범위인 기준값을 벗어나는지를 확인하는 과정(단계 S505);
차압(P_tg - P_gas)이 기준값을 벗어나면, 그 벗어난 압력만큼 가스연료 압력조정밸브에 조정신호를 전송하는 과정(단계 S506)을, 목표 가스압력(P_tg)과 실제 검출되는 가스연료의 압력(P_gas)의 차압(P_tg - P_gas)이 사전에 설정된 허용 오차 범위인 기준값 이내에 들어올 때까지 계속하여 피드백 제어하는 것을 특징으로 하는 이중연료엔진의 가스연료 압력 제어 방법.A method for controlling a gas fuel pressure in a dual fuel engine using an oil fuel and a gaseous fuel,
A step of receiving the intake pressure P_air detected from the intake pressure sensor (step S501);
(Step S502) of calculating the target gas pressure P_tg from the gas fuel adjustment standard value corresponding to the intake air pressure P_air;
A step (S503) of receiving the actually detected gas fuel pressure (P_gas) of the gas fuel supply line from the gas fuel pressure sensor;
A step (S504) of calculating a pressure difference (P_tg - P_gas) between the target gas pressure (P_tg) and the actually detected gas fuel pressure (P_gas);
(Step S505) of checking whether the differential pressure (P_tg - P_gas) deviates from a reference value which is a preset tolerance error range;
When the differential pressure P_tg-P_gas deviates from the reference value, the process of transmitting an adjustment signal to the gaseous fuel pressure regulating valve by the deviation of the differential pressure P_tg-P_gas (step S506) is performed by comparing the target gas pressure P_tg with the actually detected gas fuel pressure P_gas (P_tg - P_gas) of the fuel injection amount (P_tg - P_gas) of the fuel injection valve is within a reference value which is a predetermined allowable error range.
상기 목표 가스압력(P_tg)은, 흡기압력에 대응하여 사전에 설정된 가스연료 조정 표준값에 의해 산출되고,
상기 가스연료 조정 표준값은, 가스연료 압력조정밸브의 사전 설정 압력과 엔진 컨트롤 시스템으로부터 받은 신호에 의해 조정되는 I/P 컨버터의 출력 압력을 합한 값으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이중연료엔진의 가스연료 압력 제어 방법.The method according to claim 1,
The target gas pressure P_tg is calculated by a predetermined gas fuel adjustment standard value corresponding to the intake air pressure,
Wherein the gas fuel adjustment standard value is a sum of a preset pressure of the gas fuel pressure adjustment valve and an output pressure of the I / P converter adjusted by a signal received from the engine control system. Control method.
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